本文關鍵詞：復雜曲面的五坐標寬行數(shù)控加工技術研究

  更多相關文章： 復雜曲面 寬行加工 五軸數(shù)控加工 高階切觸

【摘要】：五軸數(shù)控加工是實現(xiàn)復雜曲面零件的主流方法。伴隨著五軸數(shù)控技術的普及,依靠球頭刀對曲面的加工已經不能滿足實踐中對加工效率的要求。因為球頭刀僅與加工表面滿足點接觸不能實現(xiàn)更大的加工帶寬。充分利用五軸機床的優(yōu)勢,使用非球頭刀對復雜曲面進行高效加工的相關研究已成為當前的熱點和難點。本文通過逆向工程模型重構自由曲面,并針對該曲面給出基于非球頭刀滿足線接觸的寬行加工算法,設計出完整的加工工藝流程。本文針對以上問題開展如下研究:1、根據(jù)切觸點的坐標和被加工曲面信息,給出刀具的刀軸矢量在加工坐標系下以前傾角和側偏角為變量的通用表達式。刀具包絡面和設計曲面之間滿足高階切觸時,在切觸點處存在一條較寬的加工帶。以三階切觸為約束條件,構建優(yōu)化目標函數(shù),并通過數(shù)值求解獲得刀具位置矢量。2、通過最大弦高法計算刀具的步距,通過對初始刀軌的逐行偏置對加工軌跡進行規(guī)劃,獲得完整的刀具軌跡。以整體葉輪為實例,使用平底銑刀,利用上述算法完成刀位計算。3、利用非均勻有理B樣條的方法,通過反算控制點和節(jié)點插入,對型值點進行插補,獲得等節(jié)點的邊界曲線,計算整個曲面的數(shù)據(jù)點。在CATIA中對導入的數(shù)據(jù)點進行三維實體建模。4、討論五軸數(shù)控加工的在雙轉臺機床下的后置處理并最終在Vericut中進行仿真加工。
【關鍵詞】：復雜曲面 寬行加工 五軸數(shù)控加工 高階切觸
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 緒論7-17
• 1.1 五坐標數(shù)控加工現(xiàn)狀7-8
• 1.2 自由曲面的數(shù)控加工研究概述8-15
• 1.2.1 刀具路徑生成的相關研究9-12
• 1.2.2 刀軸方位計算的研究12-14
• 1.2.3 刀具形狀選擇的研究14-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第2章 整體葉輪的造型與實現(xiàn)17-29
• 2.1 CAGD的發(fā)展17-19
• 2.2 NURBS曲線曲面的數(shù)學定義19
• 2.3 葉片型值點的NURBS曲線插值19-24
• 2.3.1 控制點反算流程20-22
• 2.3.2 葉輪葉片的數(shù)據(jù)處理22-24
• 2.3.3 葉輪輪轂的外輪廓計算24
• 2.4 CATIA環(huán)境下整體葉輪的三維建模24-28
• 2.4.1 基于CATIA的整體葉輪造型24-26
• 2.4.2 葉片的曲面分析26-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 葉片曲面寬行加工幾何學原理29-42
• 3.1 寬行加工幾何學原理的相關基本概念29-33
• 3.2 在五坐標下刀軸的位置定義33-35
• 3.2.1 相關坐標系轉換33-34
• 3.2.2 刀軸的定義和計算34-35
• 3.2.3 平底刀的刀具位置定義35
• 3.3 刀具包絡面的建立和計算加工帶寬35-39
• 3.3.1 刀具包絡面的建立35-37
• 3.3.2 加工帶寬的計算37-39
• 3.4 平底刀的刀位規(guī)劃算例39-41
• 3.4.1 平底刀的包絡面及目標函數(shù)建立39
• 3.4.2 刀位計算算法實現(xiàn)39-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 整體葉輪的五軸加工工藝設計42-54
• 4.1 葉輪的幾何特征42-43
• 4.2 葉輪的加工工藝流程設計43-48
• 4.2.1 葉輪毛坯43-44
• 4.2.2 葉輪加工工藝流程44-45
• 4.2.3 葉輪加工的夾具設計45-46
• 4.2.4 葉輪加工刀具的選擇46-47
• 4.2.5 葉輪加工工序內容47-48
• 4.3 葉輪五軸數(shù)控刀具路徑規(guī)劃48-52
• 4.3.1 刀具路徑的計算原理48-49
• 4.3.2 粗加工刀具路徑規(guī)劃方法49-50
• 4.3.3 精加工刀具路徑規(guī)劃方法50-52
• 4.4 本章小結52-54
• 第5章 葉輪加工的后處理及加工仿真54-62
• 5.1 五軸加工的后處理54-55
• 5.2 MIKRON機床與HEIDENHAIN控制系統(tǒng)55-58
• 5.2.1 MIKRON UCP 600 Vario型機床介紹55-57
• 5.2.2 HEIDENHAIN數(shù)控系統(tǒng)介紹57-58
• 5.3 Vericut仿真加工58-60
• 5.4 本章小結60-62
• 第6章 總結與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 附錄70-79
• 附錄A 根據(jù)型值點對葉輪的逆向構造程序（部分）70-74
• 附錄B 葉輪相關數(shù)據(jù)（節(jié)選）74-78
• 附錄C 葉輪葉片加工文件（適用海德漢系統(tǒng)）78-79

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本文編號：842889